Ballon sonde

Documentation du projet visant à créer et lancer un Ballon sonde.

Présentation

Le projet Ballon Sonde 2024 consiste à envoyer concevoir et réaliser un ballon sonde pouvant atteindre 30 à 35km d'altitude, avec une charge utile récupérable permettant

• d'avoir des images (caméras embarquées) de l'ascension et de la descente

• d'avoir un tackeur gps qui permettra d'avoir d'enregistrer le parcours du ballon, et aussi de suivre et récupérer la charge utile
• d'avoir différents autres capteurs classiques (température, pression...) et moins classiques (radiation ? particules fines, infrarouge ?...), à définir, permettant de concevoir quelques expériences scientifiques.

Déjà, en 2 vidéos, voici en quoi consiste un projet Ballon Sonde "Amateur" :

• une vidéo qui date de 5 ans environ ,de 4 amateurs pour un budget global de 800 euros environ : https://www.youtube.com/watch?v=kK6nie2fSsE
• une vidéo de 2 étudiants, aidé par un club en Suisse, qui détaille un peu plus les différents points importants de la réalisation : https://youtu.be/A4E08Ey3UvA

Budget prévisionnel

• Il existe un budget incompressible comprenant l'achat du ballon (moins de 100 euros) et de l'hélium (environ 300 euros), soit 400 euros.
• Pour la charge utile, le budget dépendra de sa définition, du choix d'utiliser ou non des éléments de récupération (smartphones par exemples).
• En tout état de cause, en ordre de grandeur, le budget sera inférieur à 1000 euros, voire à 500 euros si on se débrouille avec pas mal de composants récupérés !

Phases du projet

Le projet est en cours de montage sur novembre/décembre 2023 et aura différentes phases :

• prises de contacts avec des organismes expérimentés, pour bénéficier de leurs conseils, pour voir les aspects réglementaires en France,..
• tour d'horizon des partenaires locaux possibles (Météo France ? aéroclub ? Ecoles/Lycées ? autres ?)
• définition de la charge utile (environ 1kg max) : quels composants, quels capteurs, quelles technologies
• conception / réalisation de la charge utile et nombreux tests (autonomie, gestion de la température, tracking, parachute,...)
• en phase finale, achat du ballon et du gaz (hélium)
• puis lancer du ballon !
  • lancement sur un site de Bretagne à définir
  • récupération de la charge utile
  • analyse des résultat et des vidéos, et leurs publications !

Un document pdf est disponible sur les différents aspects du projet, la page Wiki s'étoffera au fur et à mesure.

Le projet sera réalisé au fablab courant 2024.

Suivant la vitesse d'avancement du projet, la phase de lancement pourra être à l'été 2024, ou sinon au printemps 2025.

Suivi GPS

Pour espérer récupérer le matériel

GPS+LoRa

Le terminal

T1000 32g, autonomie 2 mois mini

Le suivi

A priori sur une expérimentation TTNMapper

Mais aussi SonderHub avec l'intégration LoraWAN Record Ballon

Record

Quelle(s) pistes techniques pour le ballon ?

Il y a 2 options :

• un ballon classique gonflé à l'hélium, avec une charge utile de 800g à 1kg environ, charge utile récupérable. Le volume de gaz nécessaire est de l'ordre de 2 à 3m3. Le cout principal sera sans doute l'hélium. L'intérêt de cette piste est qu'on dispose d'un charge utile assez importante, permettant d'envisager plusieurs capteurs dont 1 ou 2 caméras pour ramener des images du vol, et diverses expériences. Il faut par contre avoir aussi un peu de chance car on n'est jamais sûr à 100% de récupérer la charge utile.
• un "pico ballon" gonflé à l'hydrogène. Là le volume serait que de quelques dizaines de litres d'hydrogène. La charge utile est limitée à quelques dizaines de gramme, et comprendait sans doute uniquement un trackeur (alimenté si possible via du photo-voltaïque). Ce genre de ballon a tendance à aller moins haut, mais à rester longtemps en l'air (parfois il peut faire plusieurs fois le tour du monde. Un sous projet très intéressant est un générateur d'hydrogène efficace permettent de générer le gaz au moment du lancement (via hydrolyse). On éviterait le problème du stockage. Le coût du projet (hors générateur d'H2, réutilisable) serait dans ce cas de quelques dizaines d'euros. Les avantages de cette piste est un cout de projet fortement réduit, et un sous-projet technique sur l'H2 très intéressant. Il y a par contre des inconnues (novembre 2023) sur les contraintes réglementaires en France sur ls pico-ballons.

Documents

Fichier:Balloon project v02.pdf

Liens intéressants

• un site de radio amateur français (pas mal d'infos sur le tracking et les ballons sondes) : https://www.radioamateurs-france.fr/ . On n'y pense pas de prime abord, mais les radio-amateurs lancent et suivent beaucoup de ballons sondes.
• le site Planete-science un site de soutien à des projets plutôt pour les écoles, mais très intéressant aussi : https://www.planete-sciences.org/espace/Ballon-stratospherique/Presentation

Contributeurs

@Frank, @others...